MAN B&W型主機(jī)噴油器的安裝隱患及對(duì)策

張雷震

摘要：噴油器是船舶主機(jī)重要部件之一，若在缸頭安裝時(shí)因上緊力距不當(dāng)而引起事故，將會(huì)給主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)艙安全帶來一定的隱患。通過一些事例分析，闡述了其安裝隱患及對(duì)策。

關(guān)鍵詞：噴油器 事件 事故 上緊力矩 防范措施

0 引 言

MAN B&W;型柴油機(jī)在船舶主機(jī)中應(yīng)用很廣泛，其噴油器是柴油機(jī)重要部件之一。不管是較早的MC機(jī)或者現(xiàn)在的ME機(jī)，大部分噴油器的結(jié)構(gòu)、拆檢及安裝程序基本差不多。如果安裝缸頭的上緊力矩不當(dāng)，可能會(huì)給主機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)艙安全帶來一定的隱患。

1 異?，F(xiàn)象及事故的描述

（1）嘉字號(hào)某輪（主機(jī)型號(hào)MAN B&W; 6S50MC-C），從中國開往澳大利亞途中（機(jī)艙無人值班），在14：00左右，主機(jī)4#缸固定噴油器的螺柱發(fā)生斷裂，引發(fā)大量燃油噴泄，主機(jī)缸頭層及頂棚到處是燃油。當(dāng)時(shí)，機(jī)艙人員剛好下到機(jī)艙準(zhǔn)備干活，發(fā)現(xiàn)及時(shí)且采取了有效措施，避免了事故的發(fā)生。

（2）寧字號(hào)某輪（主機(jī)型號(hào)MAN B&W; 6L35MC），在航行途中，機(jī)艙著火，船上施放大型CO2 ，才有效撲滅火災(zāi)。事故報(bào)告分析認(rèn)為，發(fā)生此事故是因?yàn)楣潭▏娪推鞯穆葜鶖嗔眩l(fā)大量燃油噴泄，燃油噴到裸露的高溫排煙管引發(fā)火災(zāi)。

（3）筆者在峰字號(hào)某輪（主機(jī)型號(hào)MAN B&W; MC機(jī)）工作檢查主機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某缸噴油器鎖緊螺帽松脫掉在缸頭上。在嘉字號(hào)某輪（主機(jī)型號(hào)MAN B&W; ME機(jī)），同樣在檢查時(shí)也發(fā)現(xiàn)某缸噴油器鎖緊螺帽松脫掉在缸頭上，檢查其他各缸，也有個(gè)別噴油器的鎖緊螺帽被震松，但沒有掉在缸頭上。

2 分析

為什么螺柱會(huì)斷裂？除了到了使用壽命引起疲勞斷裂外，還會(huì)有其他原因嗎？為什么鎖緊螺母會(huì)被震松？

先來簡(jiǎn)單了解噴油器解體及組裝程序，如下圖：

在噴油器兩端裝上專用工具（圖1），然后裝在鉆臺(tái)上，用力往下壓，再用卡鉤就可以把鎖緊螺帽112（圖3）擰松，然后就可以拆下其他零部件。組裝時(shí)，也是用這個(gè)方法就可以把鎖緊螺帽上緊（即到達(dá)噴油器頭161（圖3）的下端面）。

現(xiàn)在來分析上面提到的三種情況，以50MC機(jī)為例，在氣缸蓋上固定噴油器，一般由兩只M14的螺柱固定，主機(jī)說明書規(guī)定的上緊力矩為25N·m。當(dāng)輪機(jī)員在固定噴油器時(shí)，如果只憑經(jīng)驗(yàn)上緊或者扭力扳手讀數(shù)不準(zhǔn)，那么就有可能出現(xiàn)三種情況：

（1）上緊力矩沒有達(dá)到說明書規(guī)定的力矩，這種情況可能會(huì)引起燃燒室密封不嚴(yán)，主機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)初期，噴油器外周環(huán)槽可能會(huì)冒煙，比較容易被發(fā)現(xiàn)。

（2） 當(dāng)上緊力矩剛好達(dá)到說明書規(guī)定的25N·m時(shí)，出現(xiàn)鎖緊螺帽被震松或者螺柱斷裂的可能性是很小的，但由于噴油器鎖緊螺母沒有防松裝置，在長(zhǎng)期震動(dòng)和各種力的作用下，鎖緊螺母可能被震松。

（3）當(dāng)上緊力矩超過25N·m時(shí)，螺柱除承擔(dān)固定噴油器的張力外，還要額外承擔(dān)部分或全部本應(yīng)由噴油器鎖緊螺帽承擔(dān)的預(yù)緊力（受力情況與上面提到的在鉆臺(tái)上解體噴油器原理一樣）。當(dāng)上緊力矩超過25N·m越多，螺柱額外承擔(dān)的預(yù)緊力就越大（鎖緊螺帽受到的預(yù)緊力就越?。Ｄ敲?，鎖緊螺帽就有可能在長(zhǎng)期的振動(dòng)和各種力的作用下，被震松，直至掉在氣缸上。

當(dāng)鎖緊螺帽被震松時(shí)，就會(huì)進(jìn)一步把預(yù)緊力加載在螺柱上。松動(dòng)程度越大，加載到螺柱的力矩也越大；而對(duì)應(yīng)的噴油器鎖緊螺帽承擔(dān)的預(yù)緊力就會(huì)越小，這樣就會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)鎖緊螺帽的松動(dòng)。當(dāng)全部松脫后，預(yù)緊力就全部加載在螺柱上了。其實(shí)，這個(gè)預(yù)緊力就是噴油器彈簧220（圖3）的彈簧力，也是燃油的噴射壓力，這種噴射壓力是有規(guī)律波動(dòng)的。MC機(jī)的噴油器開啟壓力一般是30～38MPa，在噴射過程中壓力會(huì)更高。根據(jù)教科書介紹，在燃油噴射過程中，高壓油管內(nèi)的最高壓力一般為60～70MPa或更高。這么高的壓力，有規(guī)律的波動(dòng)，部分或全部作用在兩只螺柱上，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴油器鎖緊螺帽被震松或者松脫，那么引起螺柱斷裂是早晚的事。

現(xiàn)在來分析寧字號(hào)某輪發(fā)生機(jī)艙火災(zāi)的事故。如果只是螺柱疲勞斷裂，那么就會(huì)造成燃燒室密封不嚴(yán)，會(huì)伴有異響和火焰產(chǎn)生，是容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的。燃油外泄并引發(fā)火災(zāi)更大的可能就是螺柱在斷裂前，噴油器的鎖緊螺帽已經(jīng)被震松或者松脫了。鎖緊螺帽被震松或者松脫后，加上螺柱斷裂，必會(huì)造成高壓油管里的高壓燃油從噴油器頭上外泄，當(dāng)燃油噴到裸露的排煙管上就發(fā)生火災(zāi)了。至于上面提到的嘉字號(hào)某輪發(fā)生的事件，其原因和寧字號(hào)某輪類似。

MC機(jī)與ME機(jī)噴油器在缸頭上的安裝有所不同。MC機(jī)安裝噴油器的螺母下面是管狀墊圈，要求用扭力扳手按說明書上的要求的上緊力矩。ME機(jī)安裝噴油器的螺母下面是彈簧座圈裝置，上緊時(shí)要求壓力塊上表面與彈簧座上表面相平就可以。

3 消除隱患的措施

3.1 管理方面

（1）在氣缸蓋安裝噴油器時(shí)，MC機(jī)要嚴(yán)格按照說明書規(guī)定的上緊力矩上緊，不能嫌麻煩，憑經(jīng)驗(yàn)上緊。ME機(jī)要按說明書規(guī)定要求的兩平面對(duì)齊上緊。

（2）MC機(jī)必須配備合適的扭力扳手及合適的套筒，且必須確保扭力扳手讀數(shù)準(zhǔn)確性。

（3）建議在每個(gè)噴油器的鎖緊螺帽上用記號(hào)筆做記號(hào)，當(dāng)出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)，就可以早發(fā)現(xiàn)早處理。

3.2 噴油器設(shè)計(jì)方面

建議柴油機(jī)生產(chǎn)商能在設(shè)計(jì)上加以完善，如：（1）適當(dāng)增粗固定噴油器螺柱的直徑，以增強(qiáng)其受力強(qiáng)度（現(xiàn)在的ME機(jī)會(huì)比MC機(jī)粗，已有改善）；（2）在噴油器鎖緊螺帽上增設(shè)止松裝置，如加裝防松墊片或者采用雙螺母結(jié)構(gòu)等，以防止震松。

4 結(jié)束語

噴油器是船舶柴油機(jī)的重要部件之一，如何正確安裝，關(guān)系到它能否安全、可靠地工作，這對(duì)機(jī)艙防火也是極其重要的。安裝噴油器時(shí)，一定要嚴(yán)格按照說明書規(guī)定的要求上緊，并勤于巡視檢查，發(fā)現(xiàn)有震松或松脫要及時(shí)處理，盡早消除安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1] 費(fèi)千. 船舶柴油機(jī)[M].大連： 大連海事大學(xué)出版社.

[2] MAN B&W; 6S50MC-C主機(jī)說明書. 大連船用柴油機(jī)有限公司.